涂层导体DyBiO_3(DBO)缓冲层的低温制备

通过685～750 ℃之间进行低温成相,在LaAlO3 (LAO)单晶基底上沉积得到了有较大应用前景的涂层导体DyBiO3 (DBO)缓冲层.结果表明:所得的缓冲层c轴取向良好,致密、平整、无裂纹.当温度大于750 ℃时,DBO表面开始变得粗糙.沉积在DBO缓冲层上的YBCO超导层c轴织构的样品,样品表面平整均匀,超导转变温度在90 K左右,临界电流密度大于1 MA/cm2.从工业应用角度讲,低温的缓冲层制备具有极大的经济优势,应用前景更为广泛.     

化学溶液沉积制备涂层导体Eu0.3Ce0.7O1.85-x单一缓冲层

采用高分子辅助化学溶液沉积(PACSD)方法,在双轴织构的NiW(200)合金基底上沉积了厚度大于160 nm的Eu0.3Ce0.701.85-x(ECO)单一缓冲层.制得的ECO缓冲层双轴织构良好,表面平整、无裂纹.同时,Eu的掺杂提高了CeO2单一缓冲层薄膜的临界厚度.在沉积了ECO缓冲层的NiW基带上外延生长的YBCO薄膜,超导零电阻转变温度Tc0=86K,临界电流密度达到Jc(O T,77 K)=0.4 MA/cm2.本研究提供了一种操作简单、成本低廉、性能优良的制备涂层导体单一缓冲层的方法.     

钇钡铜氧超导厚膜的研究进展

YBa2Cu3O7-x(YBCO)涂层导体(也称第二代高温超导带材)在77 K下具有较高的不可逆场和本征载流能力,在强电领域有着广泛的应用。第2代高温超导带材是基于薄膜外延技术发展起来的实用超导材料,为使其尽快商业化,科学家们一直在不断探索研究YBCO的基础物性和成材机理。如何制备具有高临界电流密度的厚膜就成为当前YBCO高温超导涂层应用过程中亟待解决的关键问题。介绍了厚膜与临界电流之间的关系并综述了国际主流研究机构对YBCO厚膜的最新研究进展情况。     

采用全化学溶胶--凝胶工艺制备YBCO覆膜导体

采用TFA-MOD工艺在LaAlO3(100)衬底上制备了临界电流密度高达1.5 MA/cm2(77 K,0 T)的YBCO超导薄膜材料,其超导转变温度接近91 K;同时还在LaAlO3(100)衬底上采用溶胶-凝胶工艺制备了具有高度外延取向的Ba0.5Sr0.5TiO3缓冲层材料,在此基础上采用TFA-MOD工艺沉积的YBCO超导薄膜也获得了高达0.25MA/cm2(77 K,0T)的临界电流密度.     

低氟溶胶-凝胶法制备F76.2 mmYBCO薄膜

采用低氟溶胶-凝胶法在Φ76.2 mm的LaAlO3(LAO)单晶衬底上制备YBCO薄膜,然后对Φ76.2 mm的YBCO薄膜样品的微观结构、膜厚及超导性能进行均匀性测试分析.结果表明:所制备的薄膜厚度均匀并具有较好的c轴外延生长取向和均匀的超导电性能.     

低氟溶胶-凝胶法制备Φ76.2mmYBCO薄膜

采用低氟溶胶-凝胶法在Φ76.2 mm的LaAlO3(LAO)单晶衬底上制备YBCO薄膜,然后对Φ76.2 mm的YBCO薄膜样品的微观结构、膜厚及超导性能进行均匀性测试分析.结果表明:所制备的薄膜厚度均匀并具有较好的c轴外延生长取向和均匀的超导电性能.     

YBCO涂层导体最新进展情况的评估

最近美国衣阿华大学 ( Iowa State University)、布鲁克海文实验室 ( Brookhaven National L aboratory)、阿贡实验室 ( Argonne National Laboratory)、洛斯阿拉莫斯实验室 ( L os Alamos)和橡树岭实验室 ( Oak Ridge)的科研人员针对大尺寸超导应用 ,联合对 YBCO涂层超导带研制开发有关的现状进行了一次总结性的评估 ,评述了与厚膜沉积方法及缺陷 (决定临界电流密度大小 )有关的各种最感兴趣的焦点问题 ,包括金属基带中的织构控制 ,沉积有取向的阻隔层之前使基带表面光平化 ,阻隔层的沉积方法 ,高性能超导层的沉积方法等。肯定了离…     

11m长YBCO涂层导体的J_C达到3×10~4A/cm~2

据 2 0 0 2年超导周刊报导 ,日本富士公司一个研究小组用 3段化学气相沉积技术 (CVD)在没织构的轧制银带上制做出具有 3× 10 4A/ cm2 (77K,0 T)临界电流密度的 11m长 YBCO涂层超导带。临界电流密度是用直流四引线方法测量的从头至尾整根超导带的 JC。主要工艺参数是 :沉积速度约 3m/ h,相当快 ,可以满足实际连续制做工艺的要求 ;沉积温度 80 0℃ ;总压力 5 0 0 Pa,氧分压 130 Pa～ 14 0 Pa。YBCO层的厚度约为 0 .35μm,在 YBCO层上还用磁控溅射沉积一层 3μm厚的银保护层。横截面用透射电子显微镜观测结果表明 ,在各沉积层之间没…     

新型耐磨耐高温氧化NiCrAlSiC复合涂层的制备及性能研究

采用"电泳+电沉积"两步法在金属基体上先预沉积CrAlSiC电泳层,再电沉积Ni,制备了NiCrAlSiC复合涂层,并制备不含SiC的NiCrAl涂层为对比样品。采用XRD、SEM、EPMA和TEM对复合涂层进行形貌、结构和成分表征,并研究其高温氧化性能和摩擦磨损性能。结果表明:复合涂层致密并与基体结合良好,涂层内颗粒分散均匀。与不含SiC的NiCrAl复合涂层相比,NiCrAlSiC复合涂层的氧化膜由NiO、NiAl_2O_4和Al_2O_3三层结构转变为NiAl_2O_4和Al_2O_3两层结构,且氧化膜更薄;同时,涂层硬度提高26%,磨损速率下降52%,磨损机制由磨粒磨损转变为黏着磨损。SiC颗粒的加入同时提高了NiCrAl涂层的抗高温氧化性能和耐磨性能。     

涂层导体用金属基带研究进展

目前,低成本、高性能的YBa2Cu3O7-x涂层导体制备技术已成为国际实用化高温超导材料的研究重点.由于金属基带的特性(织构、表面粗糙度等)直接决定了阻隔层的特性,进而影响到YBCO层的超导性能.因此,制备高质量的金属基带是涂层导体制备技术的关键核心技术之一.本研究对金属基带的性能、选材、制备技术以及国内外的研究状况给予了较系统的总结和评述,并对其发展和应用前景进行了一些探讨.     

YBCO+PVDF薄膜的化学溶液沉积技术研究

采用化学溶液沉积(CSD)成功制备出了YBCO+PVDF薄膜。研究发现通过添加PVDF能够改变YBCO胶体的热解行为,适用于快速热解。PVDF在分解中可以向YBCO中间相中引入氟,减少碳酸钡,促进外延生长。结果表明通过添加PVDF可以改善YBCO薄膜的织构取向,有利于更进一步提高样品的超导性能。     

Preparation and Performance of the Sm0.2Ce0.8O1.9-x Single Buffer Layer Fabricated with Dip-Coating

在双轴织构的Ni-5％W合金基带上,采用高分子辅助化学溶液沉积法通过提拉涂敷法,制备了厚度达250 nm的Sm0.2Ce0.8O1.9(SCO)外延织构单层缓冲层.通过严格控制前驱溶液的浓度、提拉速度、成相温度和热处理时间,所获的SCO单层缓冲层涂层平整、无微裂纹、且具有较强的(200)c轴外延织构.在其他条件假设不变的情况下,主要研究不同提拉速度对SCO缓冲层薄膜性能的影响.在此基础上,采用化学溶液法在SCO/NiW缓冲层上制备了YBCO超导层,其具有高度的双轴织构和均匀的表面形貌.结果表明:用提拉法获得的SCO单层缓冲层在具有适度的厚度下,仍然具有很好的织构传递特性,为低层本制造YBCO涂层导体长带提供了一条可靠的路线.     

化学溶液沉积（CSD）法制备YBCO/Y2O3/YBCO薄膜

以Y2O3纳米颗粒伪层作中间层,用CSD法制备夹层结构的YBCO/Y2O3/YBCO薄膜。薄膜表面光滑致密,没有裂纹和空洞。XRD分析表明,YBCO/Y2O3/YBCO薄膜具有较强的c轴取向,其超导转变温度为92K,在60K零场下其临界电流密度达到6.9MA/cm2,表明YBCO/Y2O3/YBCO薄膜具有优良的超导性能。     

YBCO涂层超导体的最新研究进展

评述了目前国内外最具应用前景的YBCO涂层超导体的性能、结构特点及制备技术。介绍用轧制辅助双轴织构（RABiTS）和离子束辅助沉积（IBAD）法制备织构化金属基材及缓冲层的方法。着重介绍了YBCO超导涂层的几种主要制备方法，即脉冲激光沉积法（PLD）、液相外延法（LPE）、化学溶液沉积法（CSD）、溶胶-凝胶法（sol-gel）等。     

电沉积新型纳米复合MCrAl(Y)涂层的研究进展

热生长保护性Cr₂O₃膜或Al₂O₃膜的MCrAlY涂层,因其与高温金属结构材料的物理相容性好,被广泛用于航空航天等领域的热端结构件的高温防护。目前主要采电子束物理气相沉积、磁控溅射、离子镀、热喷涂等物理方法制备。系统总结了采用纳米复合电沉积技术制备新型纳米复合型MCrAlY涂层的相关研究工作,对其中涉及的纳米复合电沉积和“电泳+电沉积”2种不同的制备方法进行了介绍,概述了基于MCrAl(Y)纳米复合涂层结构特征的选择性氧化模型,阐明了这类涂层相较于传统MCrAlY涂层具有更加优异的抗高温腐蚀性能的“纳米尺寸效应”,重点评述了涂层的组成结构与其高温腐蚀行为之间的关联,以及在此基础上构建的代表涂层成分与表面氧化膜类型关系的涂层氧化图,最后提出了该技术后续可拓展应用于涂层/金属-陶瓷扩散障体系的一体化制备,并对这种新型的纳米复合MCrAlY涂层的未来研究方向与应用前景进行了展望。     

TFA-MOD法RE123涂层导体的外延生长研究

采用TFA-MOD方法在单晶片SrTiO3和涂有不同缓冲层的NiW基底(NiW/LZO/CeO2和NiW/Y2O3/YSZ/CeO2)上制备了性能良好的REBa2Cu3O7-δ(REBCO,RE=Y,Hoetc.)单元及两元混合超导薄膜,其中Y1-xHoxBa2Cu3O7-x的超导转变温度(Tc)和面内外取向不随Ho离子的掺杂而降低。通过降低氧含量,把成相温度降低到780℃。在低氧含量(100μg/g)下,采用3～4h的低温热处理过程和低加温速度(3℃/min),获得高性能的REBCO薄膜(Jc>3.65MA/cm2)。通过X射线衍射(XRD)和聚焦离子束显微镜(FIB)分析研究了缓冲层CeO2与超导层之间的界面反应和性质。CeO2与超导层之间存在较强的化学反应,而且此反应降低了超导层的织构化。超导层与CeO2之间的化学反应有可能受到缓冲层致密度的影响。     

La_(0.8)Sr_(0.2)CoO_3基阻抗谱型厚膜NO_2传感器的研究

以La_2O_3、SrCO_3和Co_3O_4为原料,采用高温固相反应法制备了La_0.8Sr_0.2CoO_3(LSC)粉体.采用丝网印刷涂膜法在Y_2O_3稳定的ZrO_2(YSZ) 固体电解质表面制备LSC膜层,经1400 ℃煅烧,制成厚膜型NO_2传感器.采用扫描电子显微镜(SEM)观察其断面形貌.采用交流阻抗技术对NO_2敏感性能进行测试.研究了氧气浓度和LSC厚度对传感器阻抗值的影响.结果表明:LSC膜层均匀致密,且与YSZ结合良好.传感器的阻抗值随NO_2浓度的增加而迅速减小,敏感性能良好.氧气体积分数越大,LSC膜层厚度越小,传感器低频区阻抗值越大.     

植入钛合金表面制备羟基磷灰石涂层的研究进展

综述了国内外制备羟基磷灰石涂层技术的研究现状,概括了离子束辅助沉积、等离子喷涂、电泳沉积、微弧氧化、溶胶-凝胶和磁控溅射沉积等制备方法的基本原理和工艺特点,总结了膜层的组织结构和性能特点.最后,基于植入钛合金表面性能需求,指出植入钛合金表面制备羟基磷灰石涂层技术的不足和未来研究方向.     

预沉积ZnO薄膜对ZnO−MoS2/ZnO复合涂层结构与性能影响

目的 通过优化原子层沉积工艺获取不同厚度ZnO薄膜,研究ZnO薄膜晶体取向对ZnO?MoS2涂层生长结构的影响,获得具有优异摩擦学性能的ZnO?MoS2/ZnO复合涂层。方法 采用原子层沉积法在不锈钢基体上预沉积不同厚度的ZnO薄膜,再用射频磁控溅射技术继续沉积ZnO?MoS2涂层,制备ZnO?MoS2/ZnO固体润滑复合涂层。结果 X射线衍射分析发现,预沉积ZnO薄膜有诱导后续ZnO?MoS2涂层沉积生长的作用,预沉积100 nm厚ZnO薄膜的ZnO?MoS2/ZnO复合涂层显示出宽化的MoS2 (002)馒头峰,其截面形貌显示为致密的体型结构,获得的摩擦因数最低(0.08),纳米硬度最高(2.33 GPa),硬度/模量比显示该复合涂层的耐磨损性能得到提升;X射线光电子能谱分析结果表明,复合涂层表面游离S与空气中水发生反应程度大约为原子数分数5%,显示复合涂层耐湿性能较好;基于原子层沉积ZnO薄膜生长及其对后续ZnO?MoS2涂层生长的影响分析,提出了ZnO?MoS2/ZnO复合涂层磨损模型,阐明了ZnO薄膜对复合涂层结构及摩擦学性能的影响,并以该模型解释了200 nm厚 ZnO薄膜上沉积ZnO?MoS2涂层出现的摩擦因数由高到低的变化趋势及最终磨损失效现象。结论 合适的原子层沉积制备的ZnO薄膜有利于MoS2 (002)取向生长,可有效提升ZnO?MoS2/ZnO复合涂层的摩擦学性能;控制ZnO薄膜厚度,可实现ZnO薄膜与基底及ZnO?MoS2层间界面之间的优化结合,以制得具有较好摩擦学性能及使用寿命的ZnO?MoS2/ZnO复合涂层。     

提拉法制备Sm0.2Ce0.8O1.9单层缓冲层及其性能研究（英文）

在双轴织构的Ni-5%W合金基带上,采用高分子辅助化学溶液沉积法通过提拉涂敷法,制备了厚度达250nm的Sm_0.2Ce_0.8O_1.9（SCO）外延织构单层缓冲层。通过严格控制前驱溶液的浓度、提拉速度、成相温度和热处理时间,所获的SCO单层缓冲层涂层平整、无微裂纹、且具有较强的（200）c轴外延织构。在其他条件假设不变的情况下,主要研究不同提拉速度对SCO缓冲层薄膜性能的影响。在此基础上,采用化学溶液法在SCO/NiW缓冲层上制备了YBCO超导层,其具有高度的双轴织构和均匀的表面形貌。结果表明:用提拉法获得的SCO单层缓冲层在具有适度的厚度下,仍然具有很好的织构传递特性,为低层本制造YBCO涂层导体长带提供了一条可靠的路线。